Центр тяжести. Опыт по физике

Сплошной спектр испускания. Физика 11 класс

"Золотое правило" механики.

Выигрываем в силе - проигрываем в расстоянии.
Выигрываем в силе - проигрываем в расстоянии.
Поднимает ведро с помощью подвижного блока, человеку приходится выбрать конец веревки в 2 раза длиннее, чем в первом случае, поднимает ведро при помощи неподвижного блока.

Урок физики 7 класс из темы "Применение правила равновесия рычага к блоку"
За учебником Физика 7 класс Перышкин А. В.

Применение правила равновесия рычага к блоку. Физика 7 класс

Линейчатый спектр испускания. Физика 11 класс

Применение правила рычага к блокам.

Используя правила равновесия рычага можно объяснить действие еще одного простого механизма - блока.
Блок представляет собой колесо з желобом, который может вращаться относительно оси в точке O.
По желобу пропускается трос.
Такой блок называют неподвижном, так как его ось не поднимается и не опускается.
Неподвижный блок можно рассматривать как рычаг, плечи которого равны.
OA = OB.
В соответствии с правилом равновесия рычага, силы приложенные к блоку также равны, то есть F = P.
Следовательно, такой механизм не дает выигрыша в силе.
Он применяется для удобства, поскольку человеку проще выбирать трос блока прикладывая усилия направленные вниз, чем поднимать груз вверх.
Чтобы получить выигрыш в силе используют подвижный блок.
Ось подвижного блока поднимается или опускается вместе с грузом, который прикреплен к самому блоку.
Подвижный блок также можно представить в виде рычага, к которому приложены две силы P и F.
Точкой относительно к которой будет вращаться рычаг, в этом случае является A.
Плечи сил соответственно равны AO и AB.
Так как плечо OA в два раза меньше плеча AB, та сила B в два раза больше силы F.
Иначе говоря, подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза.

Урок физики 7 класс из темы "Применение правила равновесия рычага к блоку"
За учебником Физика 7 класс Перышкин А. В.

Рычаг представляет собой твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.

Рычаги встречаются также в разных частях тела животных и человека. Это, например, конечности, челюсти. Много рычагов можно указать в теле насекомых, птиц, в строении растений. Например, тычинки цветка шалфея представляют собой своеобразные рычаги. От оси тычинок отходят два плеча: длинное и короткое. На конце длинного изогнутого, как коромысло плеча, висит пыльцевой мешочек, а короткое плечо сплющено. Оно закрывает вход в глубину цветка, где находится нектар. Шмель, пытаясь дотянуться до нектара, обязательно задевает короткое плечо. При этом длинное плечо опускается, осыпая спинку шмеля пыльцой. А шмель летит дальше, касается рыльца пестика нового цветка и опыляет его.

Опыт Франка и Герца. Физика 11 класс

Рычаг представляет собой твёрдое тело, которое может вращаться вокруг неподвижной опоры.

Правило равновесия рычага (или правило моментов) лежит в основе действия различного рода инструментов и устройств, применяемых в технике и быту там, где требуется выигрыш в силе или в пути.

Выигрыш в силе мы имеем при работе с ножницами. Ножницы — это рычаг, ось вращения которого проходит через винт, соединяющий обе половины ножниц. Действующей силой F1 является мускульная сила руки человека, сжимающего ножницы. Противодействующей силой F2 — сила сопротивления того материала, который режут ножницами. В зависимости от назначения ножниц их устройство бывает различным. Конторские ножницы, предназначенные для резки бумаги, имеют длинные лезвия и почти такой же длины ручки. Для резки бумаги не требуется большой силы, а длинным лезвием удобнее резать по прямой линии.

Ножницы для резки листового металла имеют ручки гораздо длиннее лезвий, так как сила сопротивления металла велика и для её уравновешивания плечо действующей силы приходится значительно увеличивать. Ещё больше разница между длиной ручек и расстоянием режущей части от оси вращения в кусачках, предназначенных для перекусывания проволоки.

Рычаги различного вида имеются у многих машин. Ручка швейной машины, педали или ручной тормоз велосипеда, педали автомобиля и трактора, клавиши пианино — всё это примеры рычагов, используемых в данных машинах и инструментах.

Примеры применения рычагов — это рукоятки тисков, рычаг сверлильного станка и т. д.

На принципе рычага основано действие и рычажных весов.
Устройство весов для взвешивания грузовых автомобилей и вагонов также основано на правиле рычага.

Правило равновесия рычага.

Рассмотрим пример в котором рычагом является лом, который вращается вокруг точки O.
Когда на длинный конец слома действуют силой F1, его короткий конец поднимает груз действующей на него силой F2.
Точки приложения обеих сил находится на противоположных по отношению к точке O сторонах рычага.
Принцип действия рычага используются в работе тачки.
Человек действует силой F1, приподнимая тачку и находящийся на ней груз.
Неподвижная точка опоры рычага в этом случае находится не между приложенными силами, а на конце рычага.
К рычагу который может вращаться относительно точки O, подвесим грузы разной массы.
Грузы располагаются по разные стороны от точки O и действуют на рычаг силами F1 и F2, направленными вниз.
Зафиксируем положение большего груза в точке A.
В зависимости от места прикрепления меньшего груза, рычаг может начать вращаться по часовой стрелке или против неё.
И только когда этот груз окажется в точке B, рычаг будет в равновесии.

Урок физики 7 класс из темы "Правило равновесия рычага"
За учебником Физика 7 класс Перышкин А. В.

Постулаты Бора. Физика 11 класс

Правило равновесия рычага. Опыт по физике

Перед нами продолговатое тело имеющие ось вращения.
Это рычаг.
С одной стороны повесим к рычагу груз, а с другой стороны от оси вращения подвесим динамометр, с помощью которого определим величину силы, которую надо приложить к рычагу, чтобы он оставался в состоянии равновесия.
Сила измеряемое динамометром по величине, меньше или равна весу груза.
Чем ближе точка, к который подвешен груз к оси вращения рычага, тем меньшую силу надо приложить к динамометру, чтобы рычаг оставался в равновесии.
Мы рассмотрели рычаг, у которого точки приложения сил находятся по разные стороны от оси вращения.
Это рычаг первого рода.
Примером такого рычага являются плоскогубцы, с помощью которых легко перекусить проволоку.
Рассмотрим рычаг, у которого точка по веса груза и точка приложения силы, лежат по одну сторону от оси вращения рычага.
Как и в первом опыте, при уменьшении расстояния от оси вращения до точки подвеса груза, сила измеряемая динамометром становится меньше.
Рычаг, у которого силы приложены по одну сторону от оси вращения, называется рычагом второго рода.
Примером такого рычага является чесночница или кулинарный пресс.
Как мы могли убедиться на опытах, основным свойством рычагов как простых механизмов, применяемым в технике, является их способность давать выигрыш в силе.

За учебником Физика 7 класс Перышкин А. В.

Подвижный блок. Сравнение. Опыт по физике

Сравним высоту, на которую за некоторое время был поднят груз с помощью подвижного блока, с расстоянием, на которое при этом переместился конец веревки, которому прикреплен динамометр.
Во втором случае, расстоянии в два раза больше чем в первом.
Иначе говоря подвижный блок дает выигрыш в силе, но проигрыш в пути.

За учебником "Физика 9 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е., Чаругин В.М."

Наблюдение следов заряженных частиц. Физика 11 класс

Неподвижный блок. Опыт по физике

Блок представляет собой колесо с желобом, которое может вращаться относительно оси.
По желобу пропускается трос.
Если ось блока закреплена, то такой блок называется неподвижным.
Рассмотрим принцип действия неподвижного блока.
Закрепим его в лапке штатива, через него переброшена нить.
Будем с помощью блока поднимать груз.
Опыт показывает, что в данном случае выигрыша в силе мы не получаем, а лишь изменяем направление приложенной силы.

За учебником Физика 7 класс Перышкин А. В.

Наклонная плоскость. Опыт по физике

Покажем, что наклонная плоскость является простым механизмом дающим выигрыш в силе.
Для этой цели будем поднимать по наклонной плоскости некоторый груз, вес которого измеряем с помощью динамометра.
Поместим груз на наклонной плоскости и прикладывая силу направленную вдоль наклонной плоскости, поднимем груз вверх.
Сила измеряется динамометром.
По показаниям динамометра, можно судить о том, что сила тяги значительно меньше чем вес груза.
То есть наклонная плоскость действительно дает выигрыш в силе.
Следует также обратить внимание на то, что чем больше угол наклона плоскости к горизонту, тем больше прикладываемая сила тяги и тем меньше получаемый выигрыш в силе.

За учебником Физика 7 класс Перышкин А. В.

Давление света. Физика 11 класс

Корпускулярно-волновой дуализм. Физика 11 класс

Применение рычара.

При строительстве широко применялись и применяются рычаги для подъема тяжести.
Рычаг представляет собой достаточно длинную палку, к одному из концов к которой прикладывается сила необходимая для подъема груза.

Урок физики 7 класс из темы "Простые механизмы"
За учебником Физика 7 класс Перышкин А. В.

Подъём камня разными способами.

Проведем мысленный эксперимент и представим, что необходимо поднять груз, например большой камень, на некоторую высоту h.
Нам предоставляется право выбрать способ подъема этого груза.
Прежде всего можно подняться с ним по вертикальной лестнице.
Можно решить эту задачу иначе.
Вкатить камень по наклонной плоскости на ту же высоту.
Какой способ мы предпочтем.
Безусловно 2.
Собственный опыт нам подскажет, что вкатывать тяжелый предмет наверх гораздо легче, чем поднимать вертикально.
Можно ли предложить еще какие-либо способы для облегчения работы по подъему камня.
Можно.
Например, если на высоте h закрепить блок, перекинуть через него веревку и прикрепить к одному из ее концов камень.
Гораздо проще тянуть за веревку вниз, поднимая тем самым груз, чем тащить его наверх самому.
Если же использовать не один блока, а 2, то усилие которое придется прикладывать к веревке существенно уменьшится.

Урок физики 7 класс из темы "Простые механизмы"
За учебником Физика 7 класс Перышкин А. В.